插齒機功能原理設(shè)計

目錄概述 錯誤!未定義書簽。一、 系統(tǒng)的功能原理設(shè)計 錯誤!未定義書簽。（一） 、功能的定義及分類 錯誤!未定義書簽。（二） 、功能原理設(shè)計 錯誤!未定義書簽。（三） 、功能原理設(shè)計的設(shè)計方法一一黑箱法錯誤！未定義書簽。（四） 、功能結(jié)構(gòu) 錯誤!未定義書簽。二、 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計 錯誤!未定義書簽。（一） 、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的任務(wù)、原則....錯誤!未定義書簽。（二） 、總體布置設(shè)計 錯誤!未定義書簽。（三） 、總體布置設(shè)計的基本要求 錯誤!未定義書簽。三、 插齒機三維圖 錯誤!未定義書簽。四、 參考文獻 錯誤!未定義書簽。致謝 錯誤!未定義書簽。概述齒輪齒間的空間形狀是復雜的，而且隨著齒輪的齒數(shù)和模數(shù)的不同而變化，因此大多數(shù)的齒輪制造方法采用斬成齒廓而不是成形加工。這種制造方法叫仿形法，包括刨削和插削兩種加工方法。刨削采用往復運動的齒條刀，當齒條刀實際上繞齒輪坯料滾切并沿其螺旋線方向運動時，齒形就會被逐漸展成。插削加工在本質(zhì)上與刨削加工類似，只是采用了圓形刀具來取代齒條刀。其結(jié)果是減少了往復運動慣性，在加工過程中可以采用比刨削高得多的行程速度。現(xiàn)代插齒機在加工汽車齒輪時可以達到每分鐘2000次切削行程。插齒刀的形狀與漸開線齒輪大致相同，但是其齒頂是圓的。由于刀具與工件之間的展成傳動只包括圓周運動，因此不需要齒條或者絲杠。在刀具的每一次行程中，通常刀具和工件的切向移動距為0.5mm。在回程中，道具必須退讓1mm以留出間隙。否則，在退刀時，刀具會擦傷已加工表面，并且加快刀具的磨損。插齒加工的優(yōu)點是生產(chǎn)效率較高和可以將齒插到接近軸肩處。令人遺憾的是，加工斜齒輪時需要有一個能夠生產(chǎn)繞齒運動行程本身旋轉(zhuǎn)的螺旋導軌。這種螺旋導軌不易制造，或者說其制造成本較高。由于對每一種不同螺旋角的齒輪，應該制造不同參數(shù)的插齒刀和螺旋導軌，因此這種方法僅適用于斜齒輪的大批量生產(chǎn)加工。插削加工的一大優(yōu)點是能夠加工諸如大型行星齒輪傳動所需要的內(nèi)齒輪。SummaryTheshapeofthespacebetweengearteethiscomplexandvarieswiththenumberofteethonthegearaswellastoothmodule,somostgearmanufacturingmethodsgeneratethetoothflankinsteadofforming.Thismethodthatwecalledtoothflankincludeinplaningandshaping.Planingusesareciprocatingrack,strokinginthedirectionofthehelixonagearwithagradualofformastherackeffectivelyrollsroundthegearblank.Shapingisinherentlysimilartoplaningbutusesacircularcutterinsteadofarackandtheresultingreductioninthereciprocatinginertiaallowsmuchhigherstrokingspeeds;modernshaperscuttingcargearscanrunat2000cuttingstrokesperminute.Theshapeofthecutterisroughlythesameasaninvolutegearbutthetipsoftheteetharerounded.Thegeneratingdrivebetweencutterandworkpiecedoesnotinvolvearackorleadscrewsinceonlycircularmotionisinvolved.Thetoolandworkpiecemovetangentiallytypically0.5mmforeachstrokeofthecutter.Onthereturnstrokethecuttermustberetractedabout1mmtogiveclearanceotherwisetoolruboccursonthebackstrokeandfailureisrapid.Theadvantagesofshapingarethatproductionratesarerelativelyhighandthatitispossibletocutrightuptoashoulder.Unfortunately,forhelicalgears,ahelicalguideisrequiredtoimposearotationalmotiononthestrokingmotion;suchhelicalguidescannotbeproducedeasilyorcheaplysothemethodisonlysuitableforlongrunswithhelicalgearssincespecialcuttersandguidesmustbemanufacturedforeachdifferenthelixangle.Agreatadvantageofshapingisitsabilitytocutannulargearssuchasthoserequiredforlargeepicyclicdrives.機械系統(tǒng)總體設(shè)計機械系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，它對產(chǎn)品的技術(shù)性能、經(jīng)濟指標和外觀均有決定意義。它包括機械系統(tǒng)功能原理設(shè)計、總體設(shè)計（各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系）、主要技術(shù)參數(shù)如尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)等的確定及技術(shù)經(jīng)濟分析等。由于最終確定的總體設(shè)計方案是技術(shù)設(shè)計階段的指導性文件，亦即各子系統(tǒng)中所有零部件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、材質(zhì)、等都是以總體設(shè)計方案為依據(jù)，所以，必須進行大量的資料查找，通過分析、判斷、評價、創(chuàng)新，最終獲得最有價值的信息以便設(shè)計出較理想的總體方案。一、系統(tǒng)的功能原理設(shè)計（一）、功能的定義及分類針對產(chǎn)品主要功能而進行的功能原理設(shè)計在整個設(shè)計中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。一個好的功能設(shè)計應既有創(chuàng)新構(gòu)思，同時又能滿足用戶的需要。

功能是系統(tǒng)必須實現(xiàn)的任務(wù)，或者說是系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)化能量、運動或其他物理量的特點。每個系統(tǒng)都有自己的功能。功能的分類大致如下：必要功能功能Y在以上功能中，Y在以上功能中，基本功能必'須保證，且在設(shè)計中不能改變；附加功能可隨技術(shù)條件或結(jié)構(gòu)的改變而改變；而非必要功能是設(shè)計者主觀加上取的，可有可無。由于系統(tǒng)的功能是以成本作作為代價的，所以，設(shè)計時應對一個系統(tǒng)需要哪些必要功能，去掉哪些非必要功能要做出明確的決定。（二）、功能原理設(shè)計功能原理設(shè)計的方法用系統(tǒng)工程方法進行產(chǎn)品的原理方案設(shè)計是緊緊的圍繞功能的分析、求解和組合實施的。1功能的描述在設(shè)計科學的研究過程中，人們逐漸認識到產(chǎn)品機構(gòu)或結(jié)構(gòu)的設(shè)計往往由工作原理確定，而工作原理構(gòu)思的關(guān)鍵是滿足產(chǎn)品的功能要求。功能是產(chǎn)品或技術(shù)系統(tǒng)特定工作能力抽象化的描述。功能的描述要準確、簡捷、合理的抽象、抓住其本質(zhì)，避免帶有傾向性的提法，這樣能避免方案構(gòu)思時形成種種框框，是思路更為開闊。系統(tǒng)工程學用“黑箱法”研究分析問題，對于復雜的未知系統(tǒng)，猶如不透明不知其內(nèi)部的“黑箱”，可以利用外部觀測，通過分析探求其內(nèi)部原理和結(jié)構(gòu)。在這里可以用技術(shù)系統(tǒng)所具有轉(zhuǎn)化能量、物料、信息等物理量的特性描述其功能。把待求系統(tǒng)看作“黑箱”，分析比較系統(tǒng)輸入輸出的能量、物料和信號，輸入輸出的轉(zhuǎn)換關(guān)系及反應系統(tǒng)的總功能。2功能的分類機電系統(tǒng)一般有驅(qū)動、傳動、執(zhí)行、測控四部分組成，各部分具有其相應的功能。驅(qū)動部分—,傳動部分—執(zhí)行部分控制部分執(zhí)行部分相當于人的手和足，各種機器以不同的執(zhí)行元完成執(zhí)行功能，達到它的工作目的，簡單的執(zhí)行功能用簡單構(gòu)件實現(xiàn)特定的動作；復雜系統(tǒng)有多個執(zhí)行功能，期間往往有動作協(xié)調(diào)和配合關(guān)系。驅(qū)動部分相當于人的心臟，為系統(tǒng)提供能量，其功能載體為各種形式的原動機。驅(qū)動部分接受控制系統(tǒng)信息處理部分發(fā)出的控制指令和信號，驅(qū)動執(zhí)行部分工作。傳動功能反映驅(qū)動與執(zhí)行件間運動和動力的傳動，包括運動形式、方向、大

小、性質(zhì)的變化，它的性能載體可以是電力、液壓或機械式的?？刂撇糠职▊鞲泻涂刂乒δ?。傳感部分相當于人的眼，耳鼻等感覺器官。它把機器工作過程中各種參數(shù)和狀況檢測出來，變成可測定和控制的物理量，傳送到信息處理部分。經(jīng)過信息處理，發(fā)出對各部分工作的指令和控制信號。所謂“功能原理設(shè)計”就是針對所設(shè)計的產(chǎn)品的主要功能提出一些原理性的構(gòu)思，就是對產(chǎn)品的功能進行原理性設(shè)計。功能原理方案設(shè)計的任務(wù)是：針對某一確定的功能要求，去尋找一些物理效應并借助某些作用原理來求得一些實現(xiàn)該功能目標的解法原理來；或者說，功能原理設(shè)計的主要工作內(nèi)容是：構(gòu)思能實現(xiàn)功能目標的新的解法原理。可以用簡圖或是意圖的形勢來表達所構(gòu)思的內(nèi)容。如下圖所示：設(shè)計任務(wù)求總功能黑箱法總功能分解］功能逐級分解尋求子功能解「創(chuàng)造性方法、目錄法、調(diào)查分析法原理解組合形態(tài)學矩陣法評價與決策各種評價方法最佳原理方案功能原理方案設(shè)計步驟（三）、功能原理設(shè)計的設(shè)計方法一一黑箱法隨著現(xiàn)代設(shè)計方法的發(fā)展及應用越來越廣泛，人們對系統(tǒng)原理設(shè)計時常采用一種“抽象化”的方法——“黑箱法”。此方法是暫時摒棄那些附加功能和非必要功能，突出必要功能和基本功能，并將這些功能用較為抽象的形式（如輸出量和輸入量）加以表達。這樣，可以通過抽象化清晰地掌握所設(shè)計系統(tǒng)的基本功能和主要約束條件，從而突出設(shè)計中的主要矛盾。抓住問題的本質(zhì)。黑箱法如下圖所示：輸入量物料流能量流信號流輸入量物料流能量流信號流輸出量待設(shè)計的技術(shù)系輸出量統(tǒng)（黑箱）來自外界的影響1r“黑箱法”示意圖其中，物料流包括材料、毛坯、半成品、成品、液體、氣體等各種物體；能量流包括電能、光能、機械能、熱能、核能等；信號流包括數(shù)據(jù)、測量值、控制信號、波形等。之所以稱為“黑箱法”是因為對于待設(shè)計產(chǎn)品來說，在求解之前，猶如一個看不見內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“黑箱子”。這種“黑箱”只用來描述系統(tǒng)的功能目標，至于“黑箱”的內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要設(shè)計人員進一步構(gòu)思的設(shè)計的。由此可知，“黑箱”法是根據(jù)系統(tǒng)的輸入、輸出關(guān)系來研究實現(xiàn)系統(tǒng)功能目標的一種方法，即根據(jù)系統(tǒng)的某種輸入及要求獲得某種輸出要求，從中尋找出某種原理來實現(xiàn)輸入一一輸出之間的轉(zhuǎn)換，得到相應的解決辦法，從而推求出“黑箱”的功能結(jié)構(gòu)，使“黑箱”變成“白箱”的一種方法。每個產(chǎn)品的功能都能用黑箱的形式來抽象地表達出來，所以，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，功能的定義是指輸出量和輸入量之間的因果關(guān)系，即功能是系統(tǒng)的屬性，它表明系統(tǒng)的的效能及可能實現(xiàn)的能量、物料和信號的傳遞和轉(zhuǎn)換。常用的圓柱齒輪加工機床除滾齒機外，還有插齒機。插齒機是用插齒刀采用范成法插削內(nèi)、外圓柱齒輪齒面的齒輪加工機床。這種機床特別適宜加工在滾齒機上不能加工的內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。裝上附件，插齒機還能加工齒條，但插齒機不能加工蝸輪。插齒原理插齒原理類似一對圓柱齒輪相嚙合，其中一個是工件，另一個則演化為齒輪形刀具.它的模數(shù)和壓力角與被加工齒輪相同,但每個齒的漸開線齒廓和齒頂上,都作成切削刃（一個頂刃、兩個側(cè)刃），即成為齒輪形插齒刀。插削直齒的原理及加工時所需的成形運動上圖表示插削直齒的原理及加工時所需的成形運動。其中插齒刀的旋轉(zhuǎn)B1和工件的旋轉(zhuǎn)B2組成復合的成形運動一一范成運動，用以形成漸開線齒廓。插齒刀的上下往復運動A是一個簡單的成形運動，用以形成輪齒齒面的導線一一直線。這個運動是主運動。插齒時，插齒刀和工件除作范成運動外，插齒刀相對于工件還要作徑向切入運動，直到全齒深時停止切入，這時工件和插齒刀繼續(xù)對滾（即插齒刀以B1，工件以B2的相對運動關(guān)系轉(zhuǎn)動），當工件轉(zhuǎn)過一圈，全部輪齒均切削完畢，然后插齒刀與工件分開，機床停機。因此，插齒機除了兩個成形運動外，還需要一個徑向切入運動。此外，插齒刀在往復運動的回程時不切削，為了減少切削刃的磨損，還需要有讓刀運動，即刀具在回程時徑向離開工件，進程切削時復原。插齒機的傳動原理圖下圖是用齒輪形插齒刀插削直齒圓柱齒輪時機床的傳動原理圖。傳動原理圖中，僅表明成形運動。切入運動和讓刀運動并不影響加工表面的成形，所以在傳動原理圖中沒有表示出來。插齒機的傳動原理圖工件表面的成形運動需要有三條傳動鏈：主運動傳動鏈1—2—uv—3—4；圓周進給運動傳動鏈4—5—6—uf—7—8；范成運動傳動鏈8—9—ux—10—11。圓周進給傳動鏈決定插齒刀和工件對滾的速度。由于插齒刀上下往復運動一次時，插齒刀本身轉(zhuǎn)動的快慢，與漸開線齒廓精度有關(guān)，同時也決定了插齒刀每一次切削的切削負荷。因此，圓周進給運動是以插齒刀上下往復一次時，插齒刀在節(jié)圓上所轉(zhuǎn)過的孤長來表示。主運動傳動鏈決定插齒刀每分鐘上下往復次數(shù)。1黑箱法尋找總功能的轉(zhuǎn)換關(guān)系

輪坯輪坯信號驅(qū)動能2總共能分解①總共能分解的依據(jù)機器一般都是由5部分組成：即動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)、控制和支承系統(tǒng)。其技術(shù)過程通常是原動機一傳動一控制一執(zhí)行機構(gòu)，而這四部分都安裝在支承部件上，為了表示這種技術(shù)過程和周圍環(huán)境關(guān)系，用技術(shù)過程流程圖來表示。齒輪齒輪將總功能分解為一級、二級分功能，二級分功能若找不到，還可繼續(xù)向下分解，直到可找到相應原理解為止。總功能^^齒輪加動功能［執(zhí)「行功能「控「制功能動功能和聯(lián)接能量轉(zhuǎn)換、 J廠r能量傳送與分L配//1齒輪加工L /A啟動< J停止' J廠、傳動帶< “f 、傳動鏈1 J/、齒輪 >蝸桿蝸輪>廠「凸輪< /齒輪加工范成運動——1 ]相對位置-廠」傳動比匹配.f工件轉(zhuǎn)動.插刀移動切齒運動插齒返回切齒速比刀具避讓讓刀運動刀具趨近狀態(tài)轉(zhuǎn)換-)「執(zhí)行進給進給運動——JL推出進給其他鏈傳動齒輪加工范成運動——1 ]相對位置-廠」傳動比匹配.f工件轉(zhuǎn)動.插刀移動切齒運動插齒返回切齒速比刀具避讓讓刀運動刀具趨近狀態(tài)轉(zhuǎn)換-)「執(zhí)行進給進給運動——JL推出進給其他鏈傳動蝸桿副螺旋傳動蝸桿副鏈傳動蝸桿副拉伸彈簧建立功能結(jié)構(gòu)圖。首先建立總功能與一級分功能的結(jié)構(gòu)圖，然后再建立二級功能的結(jié)構(gòu)圖?？偣δ茌斎?、輸出轉(zhuǎn)換關(guān)系圖一級分功能的結(jié)構(gòu)圖二級功能結(jié)構(gòu)圖物料 ―插 齒機IA成品（電）能量信號一?能量（機械）信號物料能量■驅(qū)動信號物料能量信號』范成運動.-I一切齒運動支林刀及動結(jié)===b＞＞謝動停止動—支承及連接部分胡能量轉(zhuǎn)換＞運動傳動與分配齒輪4.尋找原理解和原理解組合原理解組合方案號技^■-----分功能 解123A范成運動a工件轉(zhuǎn)動齒輪傳動蝸桿蝸輪傳動棘輪傳動b插刀轉(zhuǎn)動蝸桿蝸輪傳動齒輪傳動棘輪傳動B切齒運動a插刀移動曲柄滑塊機構(gòu)凸輪機構(gòu)b插刀返回曲柄滑塊機構(gòu)凸輪機構(gòu)C讓刀運動a刀具避讓凸輪連桿棘輪b刀具趨近凸輪連桿棘輪D進給運動a執(zhí)行進給凸輪連桿棘輪b推出進給拉伸彈簧E能量轉(zhuǎn)換電動機F能量傳動a加工運動傳遞鏈傳動b驅(qū)動力傳動平帶傳動同步帶傳動V帶傳動組合方案數(shù)=3X3X2X2X1X1X1X1X1X1X3=36方案:在范成運動中，若采用齒輪傳動，盡管其有叫高的傳動效率且結(jié)構(gòu)緊湊。但由于它的制造和安裝精度要求較高，故制造工藝復雜，成本較高。在范成運動中，棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，改變轉(zhuǎn)角大小方便，可是工件轉(zhuǎn)動一個固定的小角度，但它傳遞動力不大且傳動平穩(wěn)性差，古不合適。而蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，且其傳動效率低的特點已隨著機器功率的不斷提高得到改善，故可采用蝸桿蝸輪傳動。在插刀運動中，可采用曲柄滑塊機構(gòu)，因該機構(gòu)來源于曲柄搖桿機構(gòu)，在運動中具有急回特性，可有效提高生產(chǎn)效率，縮短非生產(chǎn)時間。驅(qū)動力傳遞：與V帶傳動相比平帶與帶輪面間的摩擦力小于V帶與帶輪面間的摩擦力。因此，V帶的傳動功率大。嚙合型帶傳動中，帶與帶輪面間無滑動，保證了準確的傳動比，且傳動效率高，但考慮較高的造價和安裝精度，故選用V帶傳動。選擇的方案為Aa2XAb2XBa1XBb1XCa1XCb1XDa1XDb1XE1XFa1XFb3機構(gòu)簡圖（四）、功能結(jié)構(gòu)將總共能分解成分功能，并相應找出實現(xiàn)各分工能的原理方案，從而簡化了實現(xiàn)總功能的原理構(gòu)思。反之，同一層次的功能單位組合起來，應能滿足上一層的要求，最后組合成的整體應能滿足總功能的要求，這種功能的分解和組合關(guān)系稱為功能結(jié)構(gòu)。以功能元為基礎(chǔ)，組合成功能結(jié)構(gòu)的方式有三種基本類型：即串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)又稱為鏈式結(jié)構(gòu)，它表示各分功能之間是按順序依次進行的。并聯(lián)結(jié)構(gòu)的幾個分功能處于并聯(lián)狀態(tài)，幾個分功能同時起作用才能實現(xiàn)預期的功能。功能結(jié)構(gòu)示意圖如下：能量 . 總功能 能量物料I——r ＞物料信息_一^^ —rj信息子功能// 、'、'、、/ 功能結(jié)構(gòu)示意圖 、、、.'圖中箭頭表明的是同一個層次的分功能之間的關(guān)系，反映的是能量流、物料流、信號流在系統(tǒng)中的流動情況。為使問題簡化，也可以暫不考慮三大流的結(jié)合。功能結(jié)構(gòu)圖可從黑箱或設(shè)計要求明細表出發(fā)來建立。在分析功能關(guān)系和邏輯關(guān)系時，首先考慮主要功能和主要流，建立初步的功能結(jié)構(gòu)圖，然后，在解決輔助功能和次要流，逐漸完善系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。這個過程不是一次就能完成的。它隨設(shè)計工作的逐步深入而不斷修改和不斷完善。建立功能結(jié)構(gòu)圖的流程如下:技術(shù)過程結(jié)構(gòu)確定系統(tǒng)總功能—功能分解）劃分功能（建立功能結(jié)構(gòu)圖功能結(jié)構(gòu)圖評比功能分解）最優(yōu)功能結(jié)構(gòu)圖建立功能結(jié)構(gòu)圖的流程二、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計（一）、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的任務(wù)、原則1.結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)及重要性結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的任務(wù)是將原理方案設(shè)計結(jié)構(gòu)化，即把一維或二維的原理方案圖轉(zhuǎn)化為三維的可造的形體過程，也可以說是為了完成總系統(tǒng)功能而進行的初步總體布置開始到最佳裝配圖（結(jié)構(gòu)設(shè)計）的最終完善及審核通過為止。結(jié)構(gòu)總體設(shè)計工作包括兩個方面，即“質(zhì)”的設(shè)計和“量”的設(shè)計。所謂“質(zhì)”的設(shè)計是指“定形“設(shè)計，有系統(tǒng)的定性和零件的定性。這部分工作對產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性的意義?！傲俊钡脑O(shè)計則指的是選擇材料、確定尺寸和零件進一步詳細設(shè)計等此部分設(shè)計所涉及到的知識再《機械設(shè)計》、《材料力學》等教材中已系統(tǒng)而詳盡的闡述并已為設(shè)計者所熟識，由此看來，結(jié)構(gòu)總體設(shè)計階段的工作量是相當大的，同時它的工作質(zhì)量對滿足功能要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、降低產(chǎn)品得成本等都起著十分重要的作用。2結(jié)構(gòu)總體設(shè)計原則明確、簡單、安全可靠是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計階段必須遵守的三項基本原則。由于這三項基本原則的共同目標都是為了保證實現(xiàn)總系統(tǒng)（產(chǎn)品）的預期功能、降低成本及保障人和環(huán)境安全的，所以，在整個設(shè)計階段應將這三項基本原則貫徹到底。（1） 明確原則這里主要包括：功能明確所選擇的結(jié)構(gòu)應能明確無誤地、可靠地實現(xiàn)預期的功能。對于可實現(xiàn)的功能來說要做到既不疏漏又不冗余。工作情況明確被設(shè)計的產(chǎn)品（系統(tǒng)）所處的工作狀況必須明確。因為結(jié)構(gòu)和零部件的材料、形狀、尺寸、磨損及腐蝕是根據(jù)其工況來確定。若設(shè)計時缺少準確的設(shè)計工況說明，且不得不做出一些假設(shè)的話，應隨時檢查有關(guān)假設(shè)的正確性。結(jié)構(gòu)的工作原理明確設(shè)計結(jié)構(gòu)時所依據(jù)的工作原理必須明確，從而才能可靠的實現(xiàn)能量流、物料流和信號流的轉(zhuǎn)換或傳導。（2） 簡單原則簡單原則是指要在滿足總功能的前提下，盡量使整機、部件、零件的結(jié)構(gòu)簡單，且數(shù)目少；同時還要求操作與監(jiān)控簡便；制造與測量容易、快速、準確；安裝與調(diào)試簡易而快捷。亦就是說這里所指的“簡單”，同時具有簡、化、簡明、簡易、減少等多重含義。（3） 安全可靠原則一個系統(tǒng)（產(chǎn)品）的安全可靠性主要指：構(gòu)件的可靠性在規(guī)定外在載荷下，在規(guī)定的時間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過度變形、過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。功能的可靠性主要是指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實現(xiàn)總系統(tǒng)的總功能。工作安全性主要指對操作者的防護，保證人的安全。環(huán)境安全性不造成不允許的環(huán)境污染，同時也要保證整個系統(tǒng)的（產(chǎn)品）對環(huán)境的適應性。為了保證上述各種安全可靠性，應在設(shè)計過程中充分給予重視并落實到具體設(shè)計中，除對重要的結(jié)構(gòu)、零部件進行必要的各種計算外，還應設(shè)置防護系統(tǒng)和保護裝置及在危險發(fā)生之前的報警系統(tǒng)。二總體設(shè)計結(jié)構(gòu)步驟1初步設(shè)計（1） 明確設(shè)計要求在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，應明確、分析及歸納設(shè)計要求。這里所要明確的設(shè)計要求一般包括：與確定配置有關(guān)的要求（物料流動方向、運動方向、位置關(guān)系……）；與確定尺寸有關(guān)的要求（功率、轉(zhuǎn)矩、生產(chǎn)能力空間限制……）與確定材料有關(guān)的要求（使用壽命、工作環(huán)境、零部件材料……）；此外，還應充分考慮到制造、安裝、運輸、經(jīng)濟性等方面的要求。（2） 主功能載體的初步設(shè)計主功能載體是指完成主功能要求的構(gòu)件。這步工作主要憑經(jīng)驗粗略設(shè)計出主功能又哪些主功能載體來實現(xiàn)及其大致形狀和空間位置。也就是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計是從總功能載體的設(shè)計開始，因此，這是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的核心。然后，根據(jù)主功能及主功能載體的類型和方位來定型一進行總體布置。（4）按比例繪制主要結(jié)構(gòu)草圖在草圖中除了表示出總功能載體的基本形狀和大致尺寸外，還應標出不同工況下的極限位置及輔助功能載體的初步形狀與空間位置。（4） 檢查主、輔功能載體結(jié)構(gòu)主輔功能載體結(jié)構(gòu)間形狀、尺寸、空間位置是否相互干涉及其之間的相互影響和配合性都須做最后檢查。（5） 設(shè)計結(jié)果初評及選擇初步結(jié)構(gòu)總體設(shè)計方案不是唯一的，要從中選擇一個較理想的作為后續(xù)設(shè)計的基礎(chǔ)。2詳細設(shè)計（1） 各功能載體的詳細設(shè)計依據(jù)設(shè)計要求采取不同的計算方法先對主功能載體，然后對輔助功能載體進行精確的計算、效核相應的模擬實驗，進一步完成上述各載體的詳細設(shè)計一具體形狀、尺寸、材料連接尺寸及方式等。（2） 補充、完善結(jié)構(gòu)總體設(shè)計草圖將主輔功能載體畫到總體結(jié)構(gòu)草圖上，并具體考慮加工方法、結(jié)構(gòu)工藝性及計算成本等。（3） 對完善的結(jié)構(gòu)總體草圖進行審核審核工作應從設(shè)計要求出發(fā)，進行深入、細致的檢查，確認在完成功能要求方面有無疏漏，總布局是否滿足了空間位置的相容性，能否加工、裝拆、運輸，維修保養(yǎng)是否方便。明確設(shè)計任務(wù)對總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求主要功能載體初步結(jié)構(gòu)設(shè)計?4 輔助功能載體初步結(jié)構(gòu)設(shè)計按比例繪制主要結(jié)構(gòu)草圖檢查主輔功能載體結(jié)構(gòu)的相互影響及配合設(shè)計結(jié)果初評及選擇是否詳細設(shè)計主輔功能載體結(jié)構(gòu)對設(shè)計進一步修改、完善對完善的結(jié)構(gòu)總體草圖進行審核技 術(shù) 和 經(jīng) 濟 評 價結(jié)構(gòu)決策否是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的最終完善及審核結(jié)構(gòu)總體設(shè)計步驟流程圖（4）進行技術(shù)經(jīng)濟評價3結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的完善和審核結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的完善和審核是指對關(guān)鍵問題及薄弱環(huán)節(jié)通過相應的優(yōu)化設(shè)計來進一步地完善以及對總體設(shè)計進行經(jīng)濟分析，看是否達到了預期的目標成本。具體的設(shè)計步驟是隨設(shè)計任務(wù)的不同而改變的，中間的設(shè)計過程可繁可簡，但必須圍繞著系統(tǒng)（產(chǎn)品）的功能目標來進行。若不能滿足時，應隨時調(diào)整。在調(diào)整過程中，常常要涉及到已經(jīng)進行的工作，這些工作又要在更高的信息水平上循環(huán)重復，直到達到功能要求為止。由此看來，結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的過程是一個從質(zhì)到量、從抽象到具體、從粗略到詳細的工作過程，它除了應該同樣具有創(chuàng)新思想之外更多的則涉及到復雜的、具體的綜合分析、設(shè)計校核工作。必須指出，結(jié)構(gòu)總體設(shè)計階段應自始至終不斷的進行功能要求、制造可行性、裝拆可行性、使用可行性、制造成本方面的審核。結(jié)構(gòu)總體設(shè)計的總裝配圖是零、部件及一些工藝文件的依據(jù)，所以，必須嚴格按照一定比例去繪制，并且還要畫出零部件的細部結(jié)